Influência do processamento na preparação de compósito PEAD/PEBDL/Argila organofílica para utilização em equipamentos para o setor elétrico

Abstract

Resumo: A necessidade de obter materiais com propriedades físicas e químicas com melhore desempenho para utilização no setor elétrico faz com que muitos estudos sejam realizados sobre nanocompósitos poliméricos estes necessitam de uma excelente dispersão e interação de cargas em escala nanométrica com matrizes poliméricas, visando produtos finais com propriedades mecânicas e químicas diferenciadas. Entretanto, para conseguir explorar tais requisitos, faz-se necessário investigar qual a melhor forma de processamento desses materiais. Neste trabalho foram avaliadas as propriedades físicas e químicas da blenda de polietileno de alta densidade (PEAD), polietileno de baixa densidade linear (PEBDL) com nanopartículas de argila organofílica livre de sal de amônio, incorporadas na forma de pó e de concentrado de carga (masterbatch) em extrusora monorosca e de rosca dupla. Foram preparadas blendas de polietileno com teores de 1,5 % e 3,0 % de argila organofílica com e sem agente compatibilizante. As propriedades físicas e químicas das composições processadas foram investigadas por meio de ensaios mecânicos, térmicos, de resistência à fissuração ambiental e análise de microscopia eletrônica de transmissão. O processamento do compósito com argila organofílica em extrusora de rosca dupla, com elementos de mistura próprios para preparação de compósitos, mostrou-se mais adequado para obtenção dos mesmos. As composições em que se utilizou a argila em forma de masterbatch, nos teores de 1,5 % e 3,0 %, sem agente compatibilizante foram as que apresentaram melhor desempenho.

Abstract: The necessity to obtain materials with physical and chemical properties for better performance to be utilized in the electric sector ensues several studies to be carried out with polymers, with the class of materials called nanocomposites, which requires excellent dispersion and interaction at the nanometer scale with loads polymeric matrices, in order to produce materials with different mechanical and chemical properties. However, to be able to exploit such requirements, it is necessary to investigate the best way of processing these materials. This study evaluated the comparison of the physical and chemical properties of the blends of high density polyethylene (HDPE), linear low density polyethylene (LLDPE) and organophilic clay nanoparticles free of ammonium salt used in powder form and a concentrated load (masterbatch) obtained by mixing in the molten state and processed in a single screw extruder and twin screw. Compositions were prepared with blends of polyethylene content of 1.5% and 3.0% of organophilic clay with and without a coupling agent. The physical and chemical properties of the compositions prepared by different processing conditions were investigated by means of mechanical tests, thermal, environmental stress cracking resistance and analysis by a transmission electron microscopy, to find what the best way of preparing the same. The processing of organoclay composite twin-screw extruder with mixing elements suitable for the preparation of composites was more adequate for materials to be used in the production of accessories for use in the electric sector. Compositions in which the clay was used in masterbatch form, levels of 1.5% and 3.0%, without coupling agent showed the best performance.